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1、1.1.2 金属材料的分类金属材料有很多种，其分类方法也各不相同。（a）优质碳素结构钢（b）合金钢 第1页/共181页第2页/共181页1.1.3 钢的热处理知识钢的热处理是指钢在固态下，通过不同的加热、保温、冷却的方式，改变其表面或内部的组织结构从而获得所需性能的一种工艺方法。退火 、正火、淬火、回火、调质第3页/共181页1.1.4螺纹连接 第4页/共181页（a）螺纹的形成（b）螺纹三要素：在螺纹的要素中，牙形、大径和螺距是决定螺纹最基本的要素，即为螺纹三要素。牙形：通过螺纹轴线的螺纹牙齿的剖面形状，如三角形、梯形、锯齿形等。大径：螺纹的最大直径，也称公称直径。螺距：在导面的素线方向上相
2、邻两牙对应两点间的距离称为螺距。第5页/共181页思考题：优质碳素钢包含哪几种钢？螺纹三要素的内容？第6页/共181页1.2识图 1.2.1机械制图基本知识机械图纸是机械设计和制造过程中的重要文件，是工程技术交流的共同语言。这种图纸应能唯一的、完整的反映机件的原形，且具有可度量性，容易看懂的特点。图幅 比例字体 图线第7页/共181页1.2.2正投影（a）投影概念（b）正投影的特性第8页/共181页1.2.3识图的方法和步骤（a）看零件图的方法步骤（b）看装配图的方法步骤（c）看装配图的步骤第9页/共181页思考题：机械图纸在机械设计和制造过程中的作用三视图是指哪三个图第10页/共181页1.
3、3 设备常用材料及管配件水处理设备、管道及其配件用的材料种类繁多，性能各异，根据它们的化学组成可分为金属材料和非金属材料两大类。第11页/共181页1.3.1金属材料钢铁所谓钢铁是指铁和碳、硅、锰、磷、硫以及少量其他元素所组成的合金。其中除铁以外，碳的含量对钢铁的力学性能起着重要的作用，因此，钢铁也统称为铁碳合金。第12页/共181页生铁生铁是含有非铁杂质较多的铁碳合金，生铁的杂质元素主要是硅、硫、锰、磷等。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力，所以不能通过锻造、轧制、拉伸等方法加工成形，也不能用在强度要求较高的设备或配件上 第13页/共181页碳钢工业用的碳钢除含有铁和碳外，还含有少
4、量冶炼时难以除净的其他元素，如硅、锰、硫、磷和微量的氧、氢等杂质。这些杂质和碳在钢中的含量及其形态对碳钢的性能有很大的影响。随着含碳量的增加，碳钢抗拉强度和硬度呈线性增加，而塑性和抗击强度则下降。第14页/共181页1.3.2非金属材料非金属无机材料非金属无机材料种类繁多，主要有铸石、玻璃、搪瓷、水泥及其制品等。它们不仅原料便宜易得，更重要的是具有优良的耐腐蚀性能。第15页/共181页有机高分子材料有机高分子材料通常指以树脂为主要成分，在一定温度和压力下被塑造成一定形状，并在常温下能保持形状的有机材料，常称为塑料。第16页/共181页1.3.3管配件 管配件和种类、性能和用途由管道及其配件才能
5、构成流体流动的通道，因此流体输送离不开管配件。常用的管配件主要由金属或非金属材料制成。铸铁管 钢管塑料管第17页/共181页管配件的连接管配件连接可分为：螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接、黏合连接。第18页/共181页1.3.4.管道防腐 金属受周围介质的作用而引起的损坏叫做金属腐蚀。金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。管道防腐的方法较多，如覆盖法防腐、电化学防腐，或提高金属本身的耐蚀性，改善腐蚀环境等，其中覆盖法防腐是普通而重要的方法。第19页/共181页涂料的分类一般涂料按其所起的作用可分为底漆和面漆。底漆直接涂在金属表面作打底用，面漆涂在底漆上。常用涂料的性能和用途常用涂料（油漆）
6、和性能和用途见书中表8-4.第20页/共181页管道防腐施工 一般管道防腐施工，是按清理表面、涂漆和管道着色的程序进行的。埋地管道的防腐防腐层结构 埋地敷设的金属管用得较多的是碳钢管和铸铁管。第21页/共181页防腐层材料（a）沥青底漆（b）石油沥青（c）玻璃布 （d）保护层 防腐层施工方法第22页/共181页防腐层质量检查检查防腐层的质量一般按下列项目进行：外观检查、厚度检查、黏结力的试验、绝缘性能的检测。第23页/共181页1.3.5.管道保温常用保温材料 保温材料种类很多，常用的保温材料有膨胀珍珠岩、玻璃棉、矿渣棉、膨胀蛭石、泡沫塑料、石棉硅土和多孔混凝土等，常用保温材料的性能见表8-9
7、.保温施工的一般要求及注意事项第24页/共181页1.4阀门分类从介质的种类分，水处理厂使用的阀门有污水阀门、污泥阀门、清水阀门、气体阀门、油阀门等。从功能分，有截止阀、流量控制阀、止回阀、安全阀等。从结构分、有闸阀、蝶阀、球阀、旋塞阀、角阀等。阀门最基本的参数是流通直径和介质工作压强。第25页/共181页1.4.1主要常用阀门的结构和用途（a）闸阀 闸阀的流通介质可以是清水、污水、污泥、浮渣，也可以是油或者气。它的流通直径一般为50-1000mm，最大工作压强可达2-4MPa。第26页/共181页第27页/共181页（b）蝶阀 蝶阀是水处理中使用得最广泛的一种阀门，它的流通介质有污水、清水、
8、活性污泥、曝气用低压气体等，其最大流通直径可超过2m.第28页/共181页第29页/共181页（c）球阀 球阀的特点是阀芯为一球形，中间有一与其通径相同的通孔，阀门的启闭方式与蝶阀一样为阀芯的转动。第30页/共181页第31页/共181页（d）锥形泥阀 锥形泥阀多用于沉淀池或曝气池池底的排泥；在静压式的吸泥机上，锥形泥阀则用于控制活性法泥的流量。锥形泥阀的启闭方式为上下平动，阀板与螺杆相连接，一般采用明杆螺旋、电动或手动启闭。第32页/共181页第33页/共181页（e）止回阀 在废水处理厂的水泵房和鼓风机房，往往要若干台水泵或者鼓风机并联工作，才能满足所需的进水量送风量。当其中一台因某种因素
9、停止工作时，管网中的压力水或空气会从该台水泵或鼓风机的出水口或进风口倒流进水泵或鼓风机；当全部鼓风机停止运行后，曝气池中的水会因池底的压力通过曝气头流进管网甚至鼓风机房。为避免上述情况的出现，在每一台水泵或者鼓风机的出水口或者出风口安装一个止回阀，以防止倒流。第34页/共181页第35页/共181页1.4.2阀门的使用和保养（a）阀门的润滑部分以螺杆、减速机构的齿轮及蜗轮、蜗杆为主，这些部位应每三个月加注一次润滑脂，以保证转动灵活，防止生锈。阀门的螺杆是暴露的，每年至少一次应将暴露的螺杆清洗干净并涂以新的润滑脂。第36页/共181页（b）在使用电动阀时，应注意手轮是否脱开，板杆是否在电动的位置
10、上，如果不注意脱开，在启动时一旦保护装置失效，手柄可能高速转动而伤害操作者。（c）在手动开闭阀门时应注意，如果感到很费劲就说明阀杆有锈死、卡死或阀杆弯曲等故障，此时如加大臂力就可能损坏阀杆，应地排除故障后再转动。当闸门闭合后应将闸门手柄反转一两转，这有利于闸门再次开启。第37页/共181页（d）电动阀的转矩限制机构不仅起到过扭矩保护作用，当行程控制机构在操作过程中失灵时，还起备用停车的保护作用。其动作扭知是可调的，应将其随时调整到说明书给定的扭矩范围之内。有少数闸阀是靠转矩限制机构来控制阀板压力的，如调节转矩太小，则关闭不严；反之则会损坏连杆，所以更应格外注意转矩的调节。第38页/共181页（
11、e）应将阀门的开度指示器的指针调整到正确的位置。调整时首先关闭阀门，将指针调零后再逐渐打开；当阀门完全打开时，指针应刚好指到全开的位置。正确的指示有利于操作者掌握情况，也有助于发现故障，例如当指针未指到全开位置而马达停转，就应判断这个阀门可能卡死。（f）在北方地区，冬季应注意阀门的防冻措施，特别是暴露于室外、井外的阀门，冬季要用保温材料包裹，以避免体被冻裂。第39页/共181页（g）长期闭合的水阀门，有时在阀门附近形成一个死区，其内会有泥沙沉积，这些泥沙会对蝶阀的开合形成阻力。如果开阀的时候发现阻力增大，不要硬开，应反复做开合动作，以促使水将沉积物冲走，在阻力减小后再打开阀门。同时如发现阀门附
12、近有经常积沙的情况，应时常交阀门开启几分钟，以利于排除积沙。对于长期不启闭的闸门与阀门，应定期运转一两次，以防止锈死或者淤死。（h）可燃气体管道上工作的阀门如沼气阀门，应遵循与可燃气体有关的安全操作规程。第40页/共181页1.4.3阀门安装的要求阀门在管道上安装时首先应按照管道连接方法进行安装，同时要满足以下规定：安装前应按设计核对型号，并根据介质流向确定其安装方向。检查、清理阀件各部位的污物、氧化铁屑、沙粒等，防止污物划伤阀的密封面。检查填料是否完好，一般安装前要重新塞好填料，调整好填料压盖。检查阀杆是否歪斜，操作机构和传动装置是否灵活，试开试关一次，检查能否关闭严密。水平管道上的阀门，其
13、阀杆一般应安装在上半圆范围内。安装铸铁、硅铁阀件时，要防止因强力连接或受力不均而引起的损坏。安装电动和气动阀门时，应使执行机构位于阀门的上部。截止阀的介质流过方向必须由下向上流经阀盘。闸阀不宜倒装，明杆阀门一般不装在地下。升降式止回阀应水平安装。旋启式止回阀只要保证旋板的放置轴呈水平即可，可装在水平或垂直的管道上，如果在垂直的管道上安装，流向必须由下向上流。第41页/共181页1.4.4安全阀的安装（a）设备容器的安全阀应装在设备容器的开口短节上，也可装设在接近设备容器出口的管路上，但管路的公称通径不能小于安全阀进出口的公称通径。（b）液体安全阀介质应排入封闭系统，气体安全阀介质可排入大气。（
14、c）可燃气体和有毒气体安全阀的排气口，应用管引至室外，排气管应尽量不拐弯，排气管出口应出操作面2.5m以上。可燃气体和有毒气体排入大气时，安全阀放空管出口应高出周围最高建筑物或设2m.水平距离15m以内有明火设备时，可燃气体不得排入大气。（d）安全阀应垂直安装，以保证管路系统畅通无阻。安全阀应布置在便于检查和维修的场所。（e）安装重锤式安全阀时，应使杠杆在一垂直平面内运动，调试好后必须用固定螺栓将重锤固定。第42页/共181页思考题闸阀有哪些部件组成污水管路上使用最多的是什么阀门阀门的最基本功能第43页/共181页1.5.1水处理常用泵的分类与性能参数叶片泵 叶片式水泵在水泵中是一个大类，其特
15、点都是依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换，由于叶轮中叶片形状的不同，旋转时水流通过叶轮受到的质量力就不同，水流流出叶轮时的方向也就不同，根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流三种。1.5水泵第44页/共181页径向流的叶轮称为离心泵轴向流的叶轮称为轴流泵 斜向流的叶轮称为混流泵 第45页/共181页容积泵 容积式泵是依靠泵内机械运动的作用，使泵内工作室的容积发生周期性的变化，对液体产生吸入和压出的作用，使液体获得能量，实现对流体的增压和输送。其形式有活（柱）塞式、齿轮式、隔膜式、螺杆式等。第46页/共181页其他类型泵 其他类型泵是指除叶片泵和容积泵以外的一些特殊类型
16、的泵，如射流泵、水锤泵、水环式真空泵等。这些泵的工作原理各不相同，如射流泵是利用调整气体或液体在一种特殊形状的管段（喉管）中运动，产生负压的抽吸作用来输送液体；水锤泵是利用水流从高处下泄的冲力，在阀门突然关闭时产生的水锤压力，把水送到更高的位置。第47页/共181页泵的性能参数我国规定，泵的型号一般由数字与汉语拼音字母两部分组成，数字表示该泵的吸入口直径、排出口直径、流量、扬程等，拼音字母表示该泵类型、结构等。上述型号参数等均标示在设备铭牌上。由于大部分水泵的型号、类型、结构等的拼音字母构成由生产企业各自确定，所以这类水泵的类型相同，但表示方法并不一致。常用泵的性能一般由流量、扬程、功率以及转
17、速、效率、吸入口直径、排出直径、泵叶轮直径等参数组成；在设备选择时，主要考察泵的流量、扬程、功率、允许吸上真空高度等参数。第48页/共181页1.5.2离心泵的工作原理与基本构造当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面，圆筒半径越大，转得越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。离心泵就是基于这一原理来工作的所不同的是离心泵的叶轮、泵壳都是经过专门的水力计算和设计来完成的。离心泵的工作过程，实际上是一个能量的传送和转化的过程，它把电动机高速旋转的机械能转化为被抽升液体的动能和势能。在这个传递和转化过程中，就伴随着有许多能量损失，这种能量损失越大，该离心泵性能就越差
18、，工作效率就越低。第49页/共181页第50页/共181页离心泵的主要零部件离心泵是由许多零部件组成的。包括：叶轮；泵轴；泵壳；泵座；轴封装置；减漏环；轴承座；联轴器；轴向力平衡措施。第51页/共181页离心泵的类型由于生产中输送的液体是多种多样的，工艺要求提供的流量和压头也是差别很大。为了适应各种不同的需要，离心泵的种类很多。按叶轮吸入方式可分为单吸泵和双吸泵；按叶轮数目可分为单级泵和多级泵；按泵送液体的性质可分为清水泵，耐府蚀泵、油泵、杂质泵等。以下介绍几种主要类型的离心泵。第52页/共181页离心泵的性能曲线对于废水处理厂的运行人员，了解水泵的性能曲线，才能对泵的运行进行正确有效的调度管
19、理。性能曲线表示了水泵的流量、扬程、功率等特性参数之间的变化。第53页/共181页第54页/共181页1.5.3离心水泵的气蚀与安装产生气蚀的具体原因有以下几种：泵的安装位置高出吸液面的高度太大，即泵的几何安装高度过大；泵安装地点的大气压较低，如安装在高海拔地区；泵所输送的液体温度过高；集水井吸水口液位过低，造成空气与水同时被吸入。第55页/共181页1.5.4 离心泵的选用（1）根据输送液体的性质和操作条件，确定离心泵的类型。（2）确定输送系统的流量和压头。（3）选择泵的型号。（4）核算泵的轴功率。第56页/共181页1.5.5泵的运行与维护泵的运行与维护包括：1、试车前的准备工作；2、泵启
20、动前的准备工作；3、泵启动于启动后的检查；4、水泵机组的运行要求；5、水泵的停止。第57页/共181页思考题造成离心泵启动后不进水的原因造成离心泵气蚀的原因离心泵停止操作离心泵是多级或单极是指水泵的那个部件水泵常用的轴封机构是什么泵的扬程离心泵的流量调节离心泵的串联操作第58页/共181页1.6风机风机是用来输送气体的一类通用机器，在水处理过程中被广泛用于曝气、通风等环节。水处理常用风机有离心机和罗茨鼓风机。第59页/共181页1.6.1离心风机的特性、形式离心鼓风机的特性在水处理中常用的离心风机是系列多级离心风机。多级离心风机采用了多级风叶组合，最多可有级风叶。适用于大风量、高风压的工作条件
21、。多级离心风式鼓风机进口形式共有两种，即水平与垂直。出口形式共有三种，即上、左、右。第60页/共181页离心式涡轮鼓风机的形式1、多级涡轮鼓风机多级涡轮鼓风机不仅叶轮强度高，而且长期运转性能也稳定。风机每级升压1000mmH2O(9.9kpa)左右，处理厂用的多为3-8级。2、单级增速鼓风机单级增速鼓风机通过叶轮的高速旋转，1级升压，可达10000mmH2O(98KPa)左右，因高速旋转，所以运转声音大。第61页/共181页1.6.2罗茨鼓风机的特性、型式容积式回转鼓风机有罗茨鼓风机和可变翼式鼓风机。罗茨鼓风机的特点是：当压力在一定范围内变化时，其流量为一常数；运行时适应性强，在流量要求稳定而
22、阻力变化幅度较大时，可予自动调节；结构简单，制造、维修方便。第62页/共181页罗茨鼓风机可按以下形式进行分类：1、按结构形式分：立式型。罗茨鼓风机两转子中心线在同一垂直平面内，气流水平进、水平出。卧式型。罗茨鼓风机两转子中心线在同一水平面内，气流垂直进，垂直出。2、按传动方式分：风机与电动机直联；风机与电动机通过带轮传动；风机通过减速器与电动机传动。第63页/共181页1.6.3常用风机的主要工作参数和型号表示方法1、要工作参数流量。指罗茨鼓风机在单位时间内的进口流量，常用Q表示，单位m3/min。风压。指气体经过风机后的出口压强，常用P表示，单位：KPa。转速。指风机在输出额定风量、风压时
23、的叶轮转子的转速，常用n表示，单位：r/min。功率。一般指风机配套电机功率，也有用风机轴功率表示，常用N表示，单位：KW。上述参数均标示在设备铭牌上。第64页/共181页2、多级离心风机型号表示方法多级离心风机型号表示方法一般用数字与汉语拼音表示。例如：D60-66-81多级离心风机，D表示系列，进口吸入方式为单吸入；60为进口流量，m3/min；66为出口压力，KPa；81为叶轮级数。第65页/共181页3、茨鼓风机型号表示方法罗茨鼓风机型号表示方法一般也用数字与汉语拼音表示，但各生产厂表示方法有所不同，在选用时需要注意。例如：3L32WD罗茨鼓风机，3表示该罗茨鼓风机叶轮为三叶型；L表示
24、罗茨鼓风机代号；3表示叶轮直径代号；2表示叶轮长度代号；W表示结构形式，W为卧式，L为立式；D表示传动方式，D为电动机直联，C为带传动。第66页/共181页思考题离心鼓风机在污水处理中有那些作用第67页/共181页1.7格栅除污机废水中往往含有较大的悬浮物和漂浮物，如纤维、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。为了保护其他机械设备正常运行，减轻后续处理负荷，必须设置格栅除污机。这是废水处理的第一道工序。第68页/共181页1.7.1格栅除污机的种类、结构和工作原理格栅除污机是用机械的方法将拦截在格栅上的渣捞出水面的设备。此类设备的形式、种类繁多。在不同的场合，对不同的水量与水质，可有不同的组合。格栅除
25、污机主要有移动式格栅除污机、针齿条式格栅除污机、高链式自动格栅除污机、钢绳式格栅除污机和回转式格栅除污机。第69页/共181页1.7.2格栅除污机的运行管理各类格栅除污机由于结构性能和应用场合均不同，因此在运行管理中所需注意的事项也有所不同1.7.3格栅除污机的故障处理如表8-8所示：第70页/共181页3.3格栅除污机的故障处理第71页/共181页思考题格栅除污机可以除去污泥吗第72页/共181页1.84除砂机与砂水分离设备去除污水中的无机砂砾是污水处理的一道重要工序，它可以减少砂砾对污水处理装置中的设备、管道阀门的磨损，并最大限度地减少砂砾在渠道、处理装置中的沉积。除砂机与砂水分离设备是用
26、机械的方法将沉砂构筑物分离出的砂砾进行清除的设备。第73页/共181页1.1常用除砂机的种类、结构和工作原理除砂机的种类抓斗式、链斗式是利用链条刮板从池底集砂沟中收集沉砂，并通过抓斗将收集的沉砂装车运走。新型的除砂手段，用安装在往复行走的桁车上的泵抽出池底的砂水混合物，再利用旋流式砂水分离器或水力旋流器加螺旋洗砂机将砂与水分开，完成除砂、砂水分离、装车等工序。第74页/共181页抓斗式除砂机 第75页/共181页链斗式除砂机 第76页/共181页桁车泵吸式除砂机 第77页/共181页砂水分离设备的种类、结构和工作原理除砂机从池底抽出的混合物，其含水量多达97-99以上，还有相当数量的有机污泥，
27、这样的混合物运输，处理都相当困难，必须将无机砂粒与水及有机污泥分开。常用的砂水分离设备有水力旋流器、振动筛式砂水分离器及螺旋洗砂机。第78页/共181页水力旋流器 第79页/共181页螺旋洗砂机 第80页/共181页1.3除砂机的运行管理1、及时排砂。操作人员应认真摸索总结本厂废水砂量的变化规律，及时排砂，排砂间隙过长会堵塞排砂管、砂泵、堵卡刮砂机械；但排砂间隙太短会使砂浆量增大，含水率提高，增加后续处置的难度，沉砂池上的浮渣也应定期清除。2、当砂浆中有机物含量较大时，应采取工艺措施控制，如增加曝气量，提高流速等，以减少有机污泥的沉积。3、当出砂量减少时，应检查是否因进水流量或水质含砂量发生变
28、化。当流量增大时，平流式沉砂池可采取调整溢流堰高度来改变有效水深，增加停留时间。曝气沉砂池应增大曝气量。4、注意除砂机的电气设备、传动件、主体结构等的日常检修保养。第81页/共181页1.4砂水分离设备的运行管理1、进入螺旋洗砂机的有机物过多，在螺旋的搅拌下砂子、有机物及水会形成胶状混合物，使砂无法沉入砂斗底部，螺旋提升机无法将这些砂分离出来。遇此情况应在曝气沉砂池采取工艺措施控制，以减少有机物的沉积。2、砂浆中如果有大块的杂物或纤维，塑料包装袋等，也可能出现对水力旋流器或砂泵的堵塞，缠绕。3、应定期（建议每两周一次）检查砂井内的传感器，及时清洗表面的污泥，确保砂井砂泵的正常运行。第82页/共
29、181页思考题桁车泵吸式除砂机适用于那种沉砂池第83页/共181页1.9刮泥机刮泥机是将沉淀池中的污泥刮到一个集中部位的设备，多用于污水处理厂的初次沉淀池、二次沉淀池和重力式污泥浓缩池。第84页/共181页1.9.1刮泥机的种类、结构和工作原理链条刮板式刮泥机 第85页/共181页桁车式刮泥机 桁车式刮泥机安装在矩形平流式沉淀池上。桁车式刮泥机的运行方式为往复式运动。每一个运行周期包括一个工作行程和一个不工作返回行程。第86页/共181页第87页/共181页回转式刮泥机 在和圆形污泥浓缩池上多使用回转式刮泥机和浓缩机，它具有刮泥及防止污泥板结的作用，用以促进泥水分离。按照其桥架结构的不同可分为
30、全跨式和半跨式；按驱动方式的不同可分为中心驱动和周边驱动；按刮泥板形式的不同可分为斜板式和曲线式刮泥板。第88页/共181页回转式刮泥机 第89页/共181页1.9.2刮泥机的运行管理刮泥 排泥排浮渣 第90页/共181页思考题刮泥机的作用第91页/共181页1.10吸泥机吸泥机的分类吸泥机是将沉淀于池底的污泥吸出的设备，一般用于二次沉淀池吸出活性污泥回流至曝气池。大部分吸泥机在吸泥过程中有刮泥板辅助，因此也称为吸刮泥机。常用的有回转式吸泥机和桁车式吸泥机前者用于辐流式二沉池，后者用于平流式二沉池。吸泥方式可分为：静压式（气提辅助）、虹吸式泵吸式，静压式与虹吸式、泵吸式配合吸泥四种。第92页/
31、共181页桁车式吸泥机 第93页/共181页回转式吸泥机 第94页/共181页1.10.2吸泥机的运行管理 回转式吸泥机一般采用静压式吸泥，每个吸泥管的出泥量可用锥形阀控制，只要其液面高于中心泥罐的液面即可工作。但靠近边缘的吸管压力差较小，锥形阀开启要大。当吸取较稠污泥时，有时需借助“气提”方式强制提升污泥。利用虹吸式吸泥时，开始时应将虹吸管充满水，虹吸管出口的液面应低于沉淀池的液面，人为形成虹吸条件。在运行中如某个虹吸管的虹吸条件被破坏，应“造虹吸”后再使用。虹吸管被破坏的原因主要是：沉淀池内短时间内进水不足，使液面下降；局部污泥太稠，堵塞管道；回流污泥泵出故障，使回流污泥槽液面上升，出泥压
32、力不足，虹吸管或虹吸管阀门漏气。因此应经常巡视，及时发现处理。泵吸式吸泥机需要注意不同厂家使用不同形式的泵。使用普通离心式污水泵安装在桥架上，工作之前需往泵灌水。使用潜水泵时要注意其自身震动是否影响污泥沉降。国产回转式吸泥机安装在环形轨道上，必须加强监视与维修管理，防止轨道变形。第95页/共181页1.11曝气设备1.11.1鼓风曝气设备的分类、结构和特点鼓风曝气设备。鼓风曝气设备主要由供气设备。气泡扩散设备和连接管道三部分组成。气泡扩散设备按其空气扩散方式和形成气泡大小来分，可分为多孔性和非多孔性两种扩散设备。第96页/共181页多孔性扩散设备 亦称微孔曝气设备，一般用陶瓷或高分子材料制成布
33、满小气孔的板（圆盘）或管，这种扩散设备的特点是产生的气泡小，气液相接触面积大，充氧效率高。产品有：1、微孔曝气器。2、微孔陶瓷曝气管 3、弹性爆气软管 第97页/共181页第98页/共181页微孔陶瓷曝气管 第99页/共181页非多孔性扩散设备。非多孔性扩散设备 有穿孔管、圆形扩散器、喷嘴扩散器、气水冲击式扩散器及水力剪切箱扩散器等。第100页/共181页射流曝气设备第101页/共181页潜水射流曝气机 第102页/共181页1.11.2机械曝气设备的分类、结构和特点机械曝气设备按其转动轴与水面的相对位置，大致可分为水平轴曝气机和垂直轴曝气机两类。第103页/共181页水平轴曝气机转刷曝气机
34、第104页/共181页转碟（盘）曝气机 第105页/共181页垂直轴曝气机倒伞形曝气机 第106页/共181页泵（E）形叶轮曝气机 第107页/共181页K形叶轮曝气机 第108页/共181页思考题曝气设备种类第109页/共181页1.12滗水器 1.12.1滗水器的分类、工作原理和应用分类滗水器从运行方式上可分为虹吸式、浮筒式、套筒式、旋转式等。从堰口形式上可分为直堰式和弧堰式等。除虹吸式滗水器只有自动式一种传动方式外，其余三种运行方式的滗水器都有机械、自动或机械自动组合的传动方式。第110页/共181页滗水器的工作原理和应用滗水器是一种收水装置，是能够在排水时随着水位升降而升降的浮动排水工
35、具，滗水器的排水特点是随水位的变化而升降及时将上清液排出，同时不对池中其他水层产生扰动。为了防止浮渣随水一起排出，滗水器的收水口一般都淹没在水面下一定深度，而不象可调出水堰那样水流从堰顶溢流出去。滗水器一般由收水装置，连接装置和传动装置组成。收水装置包括挡板、进水口、浮子等，其主要作用将处理好的上清液收集到滗水器中，再通过导管排放。滗水器在排水时需要不断转动，因此要求连接装置既能自由运转，又能密封良好。滗水器的传动装置是保证滗水器正常动作的关键，不论采用液压式传动还是机械传动，都需要与自控系统和污水处理系统进行有机的结合，通过可编程控制完成滗水动作。第111页/共181页1.12.2滗水器的运
36、行管理经常检查滗水器收水装置的充气和放气管路以及充放气电磁阀是否完好，发现有管路开裂、堵塞或电磁阀损坏等问题，应及时予以清理或更换。定期检查旋转接头，伸缩套筒和变形波纹管的密封情况和运行状况，发现有断裂、不正常变形后不能恢复的问题时应及时更换，并根据产品的使用要求，在这些部件达到使用寿命时集中予以更新。巡检时注意观察浮动收水装置的导杆、牵引丝杠或钢丝绳的形态和运动情况，发现有变形、卡阻等现象时，及时予以维修或更换。对长期不用的滗水器导杆，要加润滑脂保护或设法定期使其活动，防止因锈蚀而卡死。滗水器堰口以下都要求有一段能变形的特殊管道，浮筒式采用胶管、波纹管等实现变形，套筒式靠粗细两段管道之间的伸
37、缩滑动来适应堰口的升降，而旋转式则是靠回转密封接头来连接两段管道以保证堰口的运动。使用滗水器时必须通过控制出水口的移动速度等方法，设法使组合式滗水器在各个运动位置时的重力与水的浮力相平衡，这样既利用水的浮力，又能实现滗水器的随机控制。第112页/共181页思考题滗水器的工作原理和应用滗水器为何种排水排水工具第113页/共181页谢谢第114页/共181页第8章 水处理机械设备1水泵1.1水处理常用泵的分类与性能参数 水泵的主要类型和性能：叶片泵；容积泵；其他类型泵；泵的性能参数 第115页/共181页第116页/共181页1.1.1叶片泵 叶片式水泵在水泵中是一个大类，其特点都是依靠叶轮的高速
38、旋转以完成其能量的转换，由于叶轮中叶片形状的不同，旋转时水流通过叶轮受到的质量力就不同，水流流出叶轮时的方向也就不同，根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流三种。第117页/共181页1.2.2容积泵 容积式泵是依靠泵内机械运动的作用，使泵内工作室的容积发生周期性的变化，对液体产生吸入和压出的作用，使液体获得能量，实现对流体的增压和输送。其形式有活（柱）塞式、齿轮式、隔膜式、螺杆式等。第118页/共181页第119页/共181页1.1.3其他类型泵 其他类型泵是指除叶片泵和容积泵以外的一些特殊类型的泵，如射流泵、水锤泵、水环式真空泵等。这些泵的工作原理各不相同，如射流泵
39、是利用调整气体或液体在一种特殊形状的管段（喉管）中运动，产生负压的抽吸作用来输送液体；水锤泵是利用水流从高处下泄的冲力，在阀门突然关闭时产生的水锤压力，把水送到更高的位置。第120页/共181页1.1.4泵的性能参数 常用泵的性能一般由流量、扬程、功率以及转速、效率、吸入口直径、排出直径、泵叶轮直径等参数组成；在设备选择时，主要考察泵的流量、扬程、功率、允许吸上真空高度等参数。第121页/共181页1、流量泵在单位时间内抽吸或排出的水量称为泵的流量，用Q表示，单位：m3/h或Ls。叶片泵的流量与扬程成反比关系，流量减少扬程增大；反之，流量增加扬程降低。容积泵与叶片泵不同的是流量与扬程无关；容积
40、泵在实际运行过程中，由于泄漏和阀门开启、关闭滞后，实际流量比理论流量要小些，在选择泵时需要注意。第122页/共181页2、扬程单位质量的液体，从泵进口到示出口的能量增值为泵的扬程，用H表示，单位：m(水柱)或Pa。1m（水柱）9.81*103Pa1*104 Pa。虽然习惯上离心泵的扬程与高度的单位一致，但不应把泵的扬程简单理解为液体输送能达到的高度，因为泵的扬程包括液体的静压、速度和几何位能等能量增加值的总和。容积泵的扬程与泵本身动力、强度和填料密封有关，与流量无关，只要允许，可达到任何外界需要的扬程，只是轴功率随着扬程增高而增大。第123页/共181页3、许吸上真空高度允许吸上真空高度指当泵
41、轴线高于水池液面时，为了防止发生气蚀现象，所允许的泵轴线距吸水池液面的垂直高度，即在一个标准大气压下，水温为20时水泵进口处允许达到最大真空高度，用Hs表示，单位：m。允许吸上真空度Hs是随流量变化的，一般来说，流量增加，Hs下降。当泵轴线低于水池液面时，可不考虑此项参数。第124页/共181页4、转速转速指泵轴在单位时间内的转数，用Z表示，单位：转分（r/min）。第125页/共181页5、功率与效率泵的功率分为有效功率和轴功率。有效功率为单位时间内泵排出口流出的液体从泵中得到的有效能量，亦称为输出功率，用Ne表示，常用单位：KW。轴功率为单位时间内，由原动机传递到主轴上的功率，亦称为输入功
42、率，用N表示，常用单位：KW。水泵铭牌上的功率一般指泵的轴功率，如指电动机功率须同时标示电动机型号。第126页/共181页泵效率泵效率是衡量泵工作经济性的指标，又称为泵的总效率，用表示，（Ne/N）*100%。效率可反映泵中能量利用的程度。因为泵在工作时存在各种能量的损失，不可能将原动机输入的功率全部变为液体的有效功率。泵的效率越高，说明能量利用率越高，损失越小。第127页/共181页1.2离心泵1.2.1离心泵的工作原理与基本构造 当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面，圆筒半径越大，转得越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。离心泵就是基于这一原理来工作的
43、所不同的是离心泵的叶轮、泵壳都是经过专门的水力计算和设计来完成的。第128页/共181页1.2.2离心泵的主要零部件离心泵是由许多零部件组成的。下面以污水处理工程中常用的单级单吸卧式离心泵为例，来说明各零件的作用，材料和组成。第129页/共181页1叶轮（又称工作轮）叶轮是离心泵的主要零件，叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来决定的。叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种。单吸式叶轮已如图8-24所示，它是单边吸水，叶轮的前盖板与后盖板呈不对称状。双吸式叶轮如图8-26所示两边吸水，叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多数采用双吸式叶轮。第130页/共181页2泵轴泵轴是用来旋转泵叶轮的，常用材料
44、是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其扰度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。叶轮和轴用键来连接。键是转动体之间的连接件。第131页/共181页3泵壳 离心泵的泵壳通常都铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水利条件。叶轮工作时，沿蜗壳的渐扩断面上，流量是逐渐增大的，为了减少水力损失，在水泵设计中应使沿蜗壳渐扩断面流动的水流速度是一常数。水由蜗壳排出后，经锥形扩散管而流入压水管。蜗壳上锥形扩散管的作用是降低水流的速度时流速水头的一部分转化为压力水头。第132页/共181页4泵座泵座上有与底板或基础固定的法兰孔。泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水泵启动前用来充
45、水及排走泵壳内的空气。在水泵吸水和压水锥管的法兰上，开设有安装真空表和压力表的测压螺孔。在泵壳的底部设有放水螺孔，以便在水泵停车检修时用来放空积水。另外，在泵座的横向槽底开设有泄水螺孔，以便随时排走由填料盒内流出的渗漏水滴。第133页/共181页5轴封装置泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在着间隙，轴与壳之间的间隙处设置密封装置，称之为轴封。目前，应用较多的轴封装置有填料密封、机械密封。第134页/共181页6减漏环叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转动接缝，他正是高低压的交界面，且具有相对运动的部位，很容易发生泄漏。在接缝间隙处很容易发生叶轮与泵壳间的磨损现象。为了延长叶轮和泵壳的使用寿
46、命，通常在泵壳上镶嵌一个金属的口环，此口环的接缝面可以作成多齿形，以增加水流回流时的阻力，提高减漏效果，因此一般称此口环为减漏环。第135页/共181页7轴承座轴承座是用来支撑轴承的。轴承装于轴承座内作为转动体的支撑部分。水泵中常用的轴承为滚动轴承和滑动轴承两类。第136页/共181页连轴器电动机的出力是通过联轴器来传递给水泵的。联轴器又称“靠背”轮，有刚性和挠性两种。第137页/共181页 1.2.3离心泵的性能曲线 第138页/共181页水泵的Q-H曲线表示水泵运行时总水头H和水泵流量Q之间的关系，可以根据标示数字及H或Q中任一值查得另一值。水泵的Q-N曲线表示功率N和水泵流量Q之间的关系
47、，同样可以根据标示数字及N或Q中任一值查得另一值。水泵的Q-曲线给出效率与水量之间的关系，在设计和操作水泵时，都需要水泵尽可能处在效率最高的工况点附近。第139页/共181页1.2.4离心水泵的气蚀与安装 产生气蚀的具体原因有以下几种：泵的安装位置高出吸液面的高度太大，即泵的几何安装高度过大；泵安装地点的大气压较低，如安装在高海拔地区；泵所输送的液体温度过高；集水井吸水口液位过低，造成空气与水同时被吸入。第140页/共181页1.2.5 离心泵的选用（1）清水泵（IS型、D型、Sh型）凡是输送清水及物理、化学性质类似于水的清洁液体，可选用清水泵。IS型清水泵为单级单吸悬臂式水泵的代号，它的应用
48、最为广泛。D型离心泵为多级泵若要求压头较高而流量并不太大时，可采用。Sh型离心泵为双吸泵若输送液体流量较大而压头并不高时，可以选用。应指出，工业中仍广泛使用清水泵系列代号为B型，与IS型泵相对应。第141页/共181页（2）耐腐蚀泵（F型）输送酸、碱等腐蚀性液体时，可选用耐腐蚀泵，其系列代号为“F”。（3）油泵（Y型）（4）杂质泵（P型）杂 质 泵 用 于 输 送 悬 浮 液 和 浆 液 等，其 系 列 代 号 为“P”，又 分 为 污 水 泵“PW”、泥浆泵“PN”等。第142页/共181页2、离心泵的选用离心泵的选用，一般可按下述步骤进行。（1）根据输送液体的性质和操作条件，确定离心泵的类
49、型。（2）确定输送系统的流量和压头。（3）选择泵的型号。根据输送流量和设计管路所要求的压头，从泵样本或产品目录中选出合适的型号。（4）核算泵的轴功率。第143页/共181页1.3潜水泵潜水泵由潜水电动机、泵体、出水弯管、扬水管组成，泵体与潜水电机连成一个整体潜入水中，不受吸入泵的高度限制，适用于输送含有一定量杂质的污水。当电动机旋转时，通过联轴器带动泵体内向叶轮转动，液体在叶轮的作用下流出泵壳，经出水弯管、扬水管排出。第144页/共181页1.4容积泵1.4.1容积泵的分类容积泵按其转动形式分类，有往复式和回转式两种。往复式泵常用的主要有柱（活）塞泵、隔膜泵等；回转式泵常用的主要有齿轮泵、螺杆
50、泵等。容积泵较适用于小流量、高扬程，工作介质杂质含量较高或黏度较大的工作条件，以及计量加药等场合。第145页/共181页1.4.2容积泵的构造与工作原理 1、复式容积泵。常用的有单缸活塞泵、单缸柱塞泵、多缸活塞泵、多缸柱塞泵、隔膜泵。活（柱）塞泵的活（柱）塞住复一次完成一个工作循环，吸入时工作腔完全被液体充满并无任何损失。隔膜泵最大的特点是采用隔膜薄膜片将柱塞与被输送的液体隔开，隔膜的一侧均用耐腐蚀材料或复合材料制成，另一侧装有水、油或其他液体。第146页/共181页第147页/共181页2、转式容积泵。常用的回转式容积泵主要是螺杆泵与齿轮泵，依靠螺杆或齿轮相互啮合空间的容积变化来输送液体。随